采用程序计算需补充计算的内容

采用程序计算注意事项及需补充计算的内容 第 1 页 共 14 页 采用程序计算注意事项及需补充计算的内容 贺志坚 一、荷载计算 1、钢结构计算中的问题：钢结构的容重应考虑防火涂料或外包防火材料及装饰材料的重量，或将上述重量按集中荷载加于柱子上。 2、外墙荷载计算：由于规范对保温节能的要求，在计算外墙荷载时应计算保温层（内或外）的重量，对剪力墙结构，若考虑增大容重时荷载增加得太大，应考虑在外墙上施加线荷载。 3、板上局部荷载：应按《建筑结构荷载规范》（2006年版）注或附录计算等效荷载，当等效荷载与实际荷载相差较大时，应根据不同的构件等效荷载不同的原则，采用两次计算的办法进行设计，第一次计算主梁及竖向构件，第二次计算次梁。 4、移动荷载（吊车荷载、汽车荷载）：《建筑结构荷载规范》（2006年版），对汽车荷载计算进行了修订。在计算载重汽车时，应注意规范的使用条件，设计对梁、板构件应根据汽车的轮压采用影响线的方法进行荷载计算（应特别注意单跨梁）。 二、钢结构的毛、净截面比 钢结构构件在强度计算时采用的是净截面，在计算变形及稳定时采用毛截面。在设计中由一般不允许在翼缘上打孔（当打孔时需进行强度复核或进行补强），而在腹板中央打孔时对截面惯性矩及面积矩影响较小，程序仅在强度计算的轴力项考虑截面的净毛截面比。因此，必要时（腹板洞开的较大时）应手工计算对截面强度进行复核，相关的惯性矩及面积矩应按净截面进行计算。 三、刚度薄弱层设置 TBSA程序计算需人工输入薄弱层、TAT、SATWE可自动计算不需人工输入薄弱层的位置，但对多塔结构及连体结构需采用分塔计算及整体计算之和的结果人工输入。 四、抗剪薄弱层设置 采用程序计算注意事项及需补充计算的内容 第 2 页 共 14 页 抗剪薄弱层需人工输入。 五、竖向构件不连续时薄弱层设置 竖向构件不连续薄弱层需人工输入。 六、模拟施工 由于目前程序计算（TBSA、PKPM系列）在模拟施工方面是近似计算，构件计算甩掉计算层以上的由竖向荷载产生的内力（在查计算工况内力时，应特别注意竖向构件单工况内力是本层加载产生的内力）, 低层结构、大跨度结构、竖向构件不连续结构（框支、托柱），应特别注意考虑模拟施工计算是严重偏于不安全。尤其是空间结构（竖向构件不连续），对此部分构件计算严禁使用模拟施工进行计算。 ETABS及SAP2000的模拟施工计算比较符合实际，由于尚未对上述程序进行仔细计算检验，在应用上述软件计算时，对竖向构件不连续结构应特别小心。 七、扭矩折减 对次梁高度较高及次梁受荷较大的结构（大跨度结构、次梁转换结构，活荷载较大的结构）不得进行扭矩折减。当部分楼层的构件计算需进行扭矩折减时应分别进行计算。 八、弹性楼板 目前、TBSA不能考虑弹性楼板。SATWE的弹性楼板有弹性楼板6（面内、面外刚度均为实际刚度），弹性楼板3（弹性膜，面内为实际刚度，面外刚度为零）。由于采用当采用弹性楼板6时，楼板将承担相当大的弯矩，需采用特殊楼板计算程序（板转换必须采用，目前尚未购买），而直接采用弹性楼板6的计算结果将导致梁截面的配筋偏小，结构设计偏于不安全。目前，一些计算中表现出的采用弹性楼板6计算配筋偏小的是由于中梁刚度放大系数偏小原因导致（中梁刚度取值减少，建立墙承担的地震作用增加，部分计算取值到1.6）。 在计算狭长楼板、抗侧力构件布置严重不均匀或抗侧力构件竖向构件不连续的结构时，必须考虑楼板的弹性，整层楼板采用弹性膜假设。对开有大洞口的楼板，洞口周边楼板应按弹性膜设置，按弹性膜设置的楼板沿楼的纵向或横向应贯通全楼。 九、裂缝、挠度验算 采用程序计算注意事项及需补充计算的内容 第 3 页 共 14 页 梁、板构件应进行挠度及裂缝宽度的验算，此类计算应用PKPM软件进行，其计算结果应作为计算结果归档。 计算挠度时，对混凝土构件不得使用程序中的弹性挠度计算结果，当挠度计算不足且恒荷载占的比例较高时，可根据计算要求起拱，起拱高度应在图纸上注明。 由于支座弯矩调幅《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002有明确的建议，但这和裂缝计算相互矛盾，根据《钢筋混凝土连续梁和框架考虑内力重分布设计规程》CECS51:93，在计算支座裂缝时，支座处的弯矩按0.95M控制，M是不调幅弯矩。另外，不得忽视板的裂缝宽度验算，特别是卫生间（裂缝控制等级不同）、大跨度板、及使用HRB335、HRB400级钢筋、冷轧扭钢筋、冷轧带肋钢筋的板块。 在设计大跨度结构及抗震设防烈度6度及6度以下结构时，当梁高较小或荷载较大时，应注意主筋使用HRB400级钢筋可能造成不经济的现象。对此，应进行比较后方可确定梁钢筋的级别。 十、结构位移扭转比及周期的扭平比控制 1、应控制各楼层位移的扭转比不大于1.2，不应因结构简单而放弃对其的控制。当因结构复杂控制比较困难时，可参考《复杂高层结构建筑结构设计》（徐培福主编）建议的方法，增加结构的抗侧刚度，减小层间位移的绝对值，建议比值见下表。

扭转比ξ＝Umax/U 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80

中震下最大水平层间位移角限值[θ]/[θo] 2.80 2.26 1.81 1.40 1.05 0.74 0.47 小震下最大水平层间位移角限值[θ]/[θo] 1.00 1/1.24 1/1.55 1/2.00 1/2.67 1/3.78 1/6.00 注：Umax为最大位移；U为平均位移；[θ]为位移角限值；[θo]为现行规范对各类结构小震作用下层间水平位移角限制。 2、在调整各楼层位移的扭转比及结构自振周期的扭平比时，可

采用加强结构外围刚度（加法处理），削弱结构中部刚度（减法处理），或对一侧进行加法处理，对另一侧进行减法处理，具体根据比值大小和绝对值的大小不同采用不同的方法。 3、多层结构应控制结构自振周期的排列顺序，扭转周期不得为 采用程序计算注意事项及需补充计算的内容 第 4 页 共 14 页 第一周期，当扭转周期为第二周期时，应视为结构质量及刚度分布明显不对称的结构（比较狭长的结构很容易导致第二周期为扭转周期）。另外，多层计算一般应选择藕连计算，否则根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第5.2.3条第1款对结构边跨的地震作用进行放大。 十一、框剪（框支）结构剪力调整 对于SATWE程序，由于剪力墙和柱子可在同一节点输入，柱子作为剪力墙的端柱输入（TBSA及TAT无此功能），而作为剪力墙的端柱，其功能（规范计算有关调整系数）不同，当柱子的B及H边均有墙时（墙长按不小于5倍墙厚度考虑），其按剪力墙端柱考虑。当一边有墙（墙长按不小于5倍墙厚度考虑），其在无墙方向为框架（框支）柱，另一侧为剪力墙端柱。因此，当存在上述现象时，应根据程序计算结果，扣除上述柱子的影响，手工计算各柱剪力调整系数数入后重新计算。 同样，在判断框架承担50%的倾覆弯矩同样存在上述现象，需手工计算进行复核。 十二、框剪（支）结构、剪力墙结构的计算顺序 1、结构布置时控制短肢剪力墙的面积小于同一楼层剪力墙面积的25%（陕西省规定），竖向荷载负荷面积小于楼层的50%（北京市的规定，多层为60%）。否则，结构为短肢剪力墙较多的结构。 2、假设结构为短肢剪力墙结构进行计算，复核柱及短肢剪力墙承担的地震倾覆弯矩（第一振型）小于40%（陕西省规定为40~50%，其它地区常用标准为50%）。否则，为短肢剪力墙较多的结构，结构应进行降高处理。对框支结构转换层以上的剪力墙结构应采取同样的方法判断。 3、复核各构件的轴压使之满足规范要求。 4、对短肢剪力墙较多的结构，复核各层柱及短肢剪力墙承担的水平剪力不小于基底剪力的20%。（对一般性结构，根据规范的逻辑性也应满足此条，但目前不建议按此控制），计算采用多次计算，人工计算各构件的剪力调整系数。 5、对剪跨比小于2的柱子，设计可按北京市的要求处理（对于剪跨比小于1.5的柱子，陕西省规定需进行超限审查）。由于柱子的 采用程序计算注意事项及需补充计算的内容 第 5 页 共 14 页 剪跨比受其周围约束梁线刚度的影响，可能楼层间不存在反弯点而表现出墙的受力现象。因此，完全按柱净高与柱截面之比确定可能存在偏差，应根据柱子各工况内力，以组合内力进行计算确定。设计详见《建筑设计技术细则——结构专业》，北京市建筑设计标准化办公室编，经济科学出版社；《建筑抗震设计规范疑问解答》，王亚勇，戴国莹主编，中国建筑工业出版社。必要时设置芯柱，或型钢混凝土柱。 十三、时称分析结果处理 根据规范要求，结构的地震作用效应可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值，由于目前程序直接对构件进行计算存在困难，可按下述步骤近似计算。 1、对比结构时称分析与正常计算的楼层剪力比值，应特别注意结构的顶部。 2、采用楼层剪力调整系数对不满足时称分析的楼层进行剪力放大。 十四、地震安全性评价报告的应用 1、地震安全性评价报告与《建筑抗震设计规范》GB50011-2001同样有效。 2、按振型分解法计算结构的自振周期，根据地震安评提出的地震影响系数曲线计算各振型（周期）的地震力计算各楼层的剪力。 3、以振型分解法计算结果为基础，对比地震安评报告与《建筑抗震设计规范》GB50011-2001计算结果的差异，当地震安评计算出的楼层剪力较大时，采用剪力调整系数对楼层剪力进行放大。 十五、梁的计算及配筋注意事项 1、连梁：与墙柱相连且荷载组合后梁两端受拉边不在同一侧的梁。 2、悬挑梁（梁段）：荷载组合后，沿长度方向受拉边均在上表面的梁。 3、次梁：不与墙柱相连的梁且非悬挑梁。 4、框架梁：与柱或墙相连且非连梁及悬挑梁。 5、设计应依上述原则判断各梁的受力性质选择梁的配筋构造。 6、在采用PKPM系列程序计算时，只有在次梁菜单中输入的梁